[發明專利]一種多機器人協同運輸方法

在審

• 申請號: 201710143480.0
• 申請日: 2017-03-11
• 公開（公告）號: CN106737696A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 祁衛;陳陽昕;郭雨
• 申請（專利權）人: 杭州極木科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 劉靜,邱啟旺

技術領域

本發明屬于機器人控制領域，具體涉及一種多機器人協同運輸方法。

背景技術

隨著技術的發展，AGV技術、無人機技術、運載機器人技術發展迅速。使用傳統單個機器人PL搬運物體Ca時，要求單個機器人PL的輸出能量大于等于物體Ca移動所需能量，這就要求機器人在設計上尺寸滿足最大搬運物體Ca需求。而此機器人PL在搬運小物體Ca時，能量冗余過多，而搬運超過設計指標的物體時，PL能量不足，無法完成任務。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提高一種多機器人協同運輸方法，設計多個機器人Pa，根據搬運目標物體所需耗能，采用相應類型和數量的機器人Pa協同工作，目標物體Ca搬運耗能量越大，加入的機器人Pa數量越多。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種多機器人協同運輸方法，通過多個機器人Pa協同帶動目標物體Ca到目標位置；機器人Pa的類型和數量通過中央控制系統Ma或具備運算能力的機器人Pa根據目標物體Ca的參數，經過判斷算法確定。

進一步地，所述機器人Pa具有將力傳導至目標物體Ca的組件Ar，組件Ar為接觸式或非接觸式；組件Ar為接觸式時，可選自機械手、機械臂、真空吸盤、電磁吸盤、摩擦面；組件Ar為非接觸式時，可選自磁力裝置、開放式流體傳力裝置、化學力裝置。

進一步地，目標物體Ca的參數通過置于工作區域的數據采集系統Se或機器人Pa獲取，參數包括：目標物體Ca位置、目標物體Ca二/三維特征、目標物體Ca的物理性質特征(重量、材質、顏色、構造等)。

進一步地，目標物體Ca參數的獲取方式包括：二維碼掃描識別技術、激光雷達傳感器探測裝置、超聲波雷達探測裝置、紅外測距雷達探測裝置、計算機視覺技術。

進一步地，所述機器人Pa具有定位功能，或通過置于工作區域的數據采集系統Se實現定位。

進一步地，所述機器人Pa至少具備以下運動自由度特征中的一種：平面內沿xy軸運動和繞z軸自轉的三自由度運動特征，或者三維空間內沿xyz軸向運動并沿Z軸轉的4個自由度的運動特征，或者三維空間內沿xyz軸向運動和繞ZY軸轉的5個自由度運動特征，或者三維空間內沿XYZ軸向運動和繞XYZ軸旋轉的6個自由的運動特征。

進一步地，協同工作的控制指令由中央控制系統Ma發出，或者由具備運算能力的某個機器人Pa承擔中央控制任務。

進一步地，承載目標物體Ca的所有機器人Pa之間可檢測相對位置并相互通訊。

進一步地，多個機器人Pa協同運動時相對位置關系(指左右前后這種相對關系)不變化，運輸過程中目標物體Ca不脫離任何一個機器人Pa，各機器人Pa之間的相對位置可允許的位移量(指相對距離的改變，XX厘米等等)范圍：根據多個Pa之間的相對位置(XYZ)參數，設機器人Pa最大允許位移量為Lpa，設組件Ar的許用位移量為Lar，在運輸目標物體Ca過程中，機器人Pa的最大允許位移量Lpa＜Lar。

進一步地，判斷標準具體為：

1)使用數量判斷：假設機器人Pa的種類共有n種，不同類型機器人數量以Pa1、Pa2…Pan代表。假設目標物體Ca質量為Mca，機器人Pa1……Pan的載重量分別為Mpa1……Mpan。則多種機器人Pa的使用數量應滿足公式：

Pa1*Mpa1+Pa2*Mpa2+…Pan*Mpan≥Mca。

2)機器人Pa合格工作狀態判斷：

a)剩余能量滿足運輸目標物體Ca至指定位置的能力，最佳情況下剩余能量滿足在運輸完Ca后還可以回到對機器人Pa設定的指定位置；

b)機器人Pa沒有嚴重的機械或電子故障，嚴重狀態指：機器人Pa自身不能運動、機器人Pa故障會損壞其他物品；

3)效率判斷：根據檢測到的多個空閑機器人Pa的位置，計算每一個空閑機器人Pa運動到目標物體Ca的路徑，計算機器人Pa耗時，選取耗時最短的一組機器人Pa執行任務。

4)功能判斷：根據目標物體Ca的結構形式，選取其組件Ar特性滿足可運輸目標物體Ca的機器人Pa型號。

本發明的有益效果是：

1、本發明可以使用多個小功率機器人協同運輸大于單個機器人載重量的目標物體。功率減小后，機器人可以實現空間小型化，由此帶來的好處是，可以進入物體與地面的縫隙間，或者進入物體與其他物品的縫隙間，提高了物體的存儲密度，降低了對存儲裝置的特殊空間要求。